[論文レビュー] Performance Evaluation of Wavelength Routed Optical Network with Wavelength Conversion

Vitthal J. Gond, Aditya Goel|arXiv (Cornell University)|Apr 26, 2010

Advanced Optical Network Technologies参考文献 2被引用数 6

ひとこと要約

本稿は、波長ルーティング光ネットワークにおける波長変換を用いてブロッキング確率を低減する手法を評価している。シミュレーションを通じて、50–60%の波長変換可能ノードがブロッキング確率を最小化する最適な条件であることが示され、この範囲を超えると利得の逓減とコストの増加が生じる。ネットワークサイズやトラフィックタイプの変動に対しても同様の傾向が確認された。

ABSTRACT

The rapid development of telecommunication networks is driven by user demands for new applications and advances in technologies. The explosive growth of the internet traffic is due to its use for collecting the information, communication, multimedia application, entertainment, etc. These applications are imposing a tremendous demand for bandwidth capacity on telecommunication network. The introduction of fiber optics had proved to meet the huge demand of bandwidth. These requirement can be meet by all optical network which is capable of transmitting enormous data at very high speed, around 50 Tera bits per seconds (Tbps) A wavelength conversion technique is addressed in this paper to reduced the blocking probability in wavelength routed networks. It is seen that the blocking probability of traffic requests decreases as the wavelength conversion factor increases. We explode the possibility for network with different size with variation in wavelength per link. In this work the evaluation of wavelength routed optical network with varying number of wavelength converters, different traffic types are carried out and results are shown that the blocking probability is minimum with 50% to 60% wavelength convertible nodes. Wavelength convertible nodes more than 60% are not showing much effect on reduction in blocking probability rather it results in increase in overall cost of network.

研究の動機と目的

• 波長ルーティング光ネットワークにおける波長変換のブロッキング確率への影響を評価すること。
• ブロッキング確率を最小化するための波長変換可能ノードの最適割合を特定すること。
• 異なるネットワークサイズ、トラフィックタイプ、リンクあたりの波長数を想定したネットワーク性能を評価すること。
• 閾値を超えて波長変換能力を拡大する際のコスト・メリットトレードオフを分析すること。

提案手法

• ノードあたりの波長変換器の数を変化させた波長ルーティング光ネットワークのシミュレーション。
• リンクあたりの波長数を固定し、異なるネットワークサイズでの性能を評価。
• 実世界の需要パターンを反映する多様なトラフィックタイプをモデル化し、ブロッキング確率を評価。
• ブロッキング確率を波長変換要因（変換可能ノードの割合）の関数として測定。
• 0%から100%までの変換比を比較し、飽和点を特定。
• 高密度な波長変換の導入に伴うコスト影響を分析。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 波長ルーティング光ネットワークにおいて、ブロッキング確率を最小化するための波長変換可能ノードの最適割合は何か？
• RQ2 波長変換能力が向上するに従って、ブロッキング確率はどのように変化するか？
• RQ3 ある閾値を超えて波長変換器の数を増加させても、顕著な性能向上が得られるか？
• RQ4 ネットワークサイズやトラフィックタイプは、波長変換の有効性にどのように影響するか？
• RQ5 ネットワーク全体に波長変換器を導入する際のコストパフォーマンストレードオフは何か？

主な発見

• 波長変換要因が上昇するに従い、ブロッキング確率は著しく低下し、50–60%の変換可能ノードで最も高い効果を示す。
• 60%を超える変換可能ノードでは、ブロッキング確率のさらなる低下が最小限にとどまる。
• 50–60%の変換可能ノードを持つネットワークは、すべてのテスト設定で最小のブロッキング確率を達成する。
• 高い変換比（例：80–100%）では、ネットワークコストが増加するが、性能向上は比例して得られない。
• 波長変換による性能向上は、異なるネットワークサイズやトラフィックタイプにおいて一貫して確認された。
• 本研究は、波長変換を均一に全ノードに導入するのではなく、戦略的に配置することが最も効果的であることを確認した。